糖尿病病人执行功能障碍干预研究进展

牛雨昕，潘婉玉，宋方钰，张振香，刘腊梅，徐 晖，张春慧

郑州大学护理与健康学院，河南 450000

糖尿病是一个全球性的公共卫生问题，发病率呈逐年上升趋势，预计到2030 年，我国将有糖尿病病人5.5 亿人[1]。有研究表明，糖尿病病人认知功能下降明显，尤其执行功能下降更为明显，而执行功能的下降反过来也会进一步影响病人的整体认知功能[2]。执行功能是认知功能的一个重要组成部分，包括两方面：在实现目标的过程中对思维和行为进行有效控制的初级过程，以及执行功能涉及一个相对复杂、全面的高级认知过程，如任务排序、问题解决、策略选择等[3]。若糖尿病病人合并执行功能障碍，个体则难以进行复杂的自我管理行为，导致血糖控制不佳、跌倒及相关并发症的发生，与其他影响因素相互作用，增加病人出现脑软化和脑萎缩的风险，当其不良影响持续累积到一定程度，则会出现更加严重的认知损害[4-5]。相关研究显示，对糖尿病病人的运动、生活习惯以及认知等多个方面进行科学干预，能够有效提高其执行功能水平[6-7]。因此，本研究对糖尿病病人执行功能障碍干预的相关文献进行综述，探讨如何预防病人执行功能障碍发生，或改善病人的执行功能，为开展预防糖尿病病人执行功能障碍有效干预提供依据，帮助病人提高生活质量。

1 糖尿病执行功能障碍概述

执行功能障碍是指个体对思维和行为的有效控制、任务安排、问题解决和策略选择等方面的功能减退，主要与额叶皮质下环路受损有关[8]。执行功能障碍的主要表现：①启动障碍。表情淡漠，对周围事物漠不关心且反应迟钝。②不恰当反应失抑制。病人不能花费一定时间利用现有信息做出一个恰当反应，常表现为过度反应和冲动。③思维或行为转换困难。病人由于反应抑制、反应转移或变换障碍而不能根据刺激变化改换应答，表现出持续状态，即在进行功能性活动时不断地重复同一种运动或动作。④思维具体。病人对于事物的观察仅停留在表面，缺乏深入的洞察力[9-10]。上述表现不仅影响糖尿病病人的自我管理水平，同时也增加患并发症的风险，影响生活及社会交往等多个方面。对糖尿病病人执行功能障碍早期筛查，并提供必要的预防和干预措施，对延缓执行功能障碍进展和改善糖尿病病人认知预后有积极影响。

2 执行功能的评估工具

执行功能的判断主要通过量表评估，临床最常用的评估工具是Stroop 色词测验联合连线测试（TMT），因其具有较高的敏感性、客观性和费时少等优点被广泛用于对病人执行功能状况的评估。

2.1 威斯康星卡片分类测验（WCST） WCST 最初于1948 年由Berg 提出，仅用于神经分裂症病人的执行功能临床评估。1981 年Heaton 对其进行了修订，并广泛用于临床执行功能的研究[11]。基本操作：起初屏幕上会随机出现4 张卡片，受试者需要依照4 张卡片，按照其数量、形状、颜色对128 张卡片进行分类。系统会自动告诉受试者每次选择是正确还是错误，规则改变时系统会自动提醒，最后系统将自动生成报告。WCST具有良好的稳定性，同时也能敏感地检测出病人有无额叶局部脑损害，但由于其应用受被试者的理解能力影响，存在一定的年龄限制，18 岁以下和65 岁以上病人较少使用。

2.2 执行功能缺陷综合征的行为学评价测验（BADS） BADS 是1996 年由Wilson 等在综合比较了其他多种执行功能的评估工具后研制而成的，主要应用于脑卒中、糖尿病及老年群体中[12]。①规则转换卡片测验：测试受试者对一种规则的正确反应能力和规则转换的应变能力。②动作计划测验：受试者根据要求完成动作计划。③找钥匙测验：受试者需要在特定的区域内画出找寻丢失钥匙的计划图。④时间判断测验：受试者估计4 个活动（涉及问题均为常识性知识）所需要的时长。⑤动物园分布图测验：根据受试者到达规定地点的路线，对其过程中的顺序性、重复使用路线及偏离路线的次数进行评分。⑥修订的六元素测验：计算、听写、图片命名等，对受试者按要求完成子任务的数量进行评分。总分0～24 分，单项分0～4 分。BADS 的最大优点是可评估和预测被试者在日常生活中的执行功能障碍情况，且在实际操作中对语言的依赖和环境的要求较小，不易受外界影响。

2.3 执行功能性能测试（EFPT） 该测试是由Baum等[13]编制成套的一种执行功能的性能评估工具，是一项还原日常生活的成套测试。受试者需要完成包括简单烹饪、电话使用、药品管理、账单支付在内的4 项生活基础技能。同时受试者需根据要求按以下5 个步骤进行测试：①启动任务（开始任务）；②组织（检索和安排工具）；③排序（按正确顺序执行步骤）；④安全和判断（避免危险情况）；⑤完成（确定并确认任务何时完成）。评估者需要综合整个测试过程，根据受试者需要提示的程度进行执行能力评分：不需要提示计0 分，间接语言提示计1 分，手势指导计2 分，直接语言提示计3 分，肢体帮助计4 分，完全需要帮助计5 分。得分越高则执行功能障碍越严重，4 个技能中每项任务得分为0～20 分，执行能力得分为0～5 分，每项任务执行能力得分≥2 分即提示存在执行功能障碍。因其能够通过日常生活测试来评估受试者的执行功能情况，所以EFPT 在研究中应用较为普遍。但由于中西方文化存在一定差异，后续研究需根据我国的文化背景和人口学特点进行调整。

2.4 WCPA-10 WCPA-10 是由Toglia 提出并研制的一种基于纸笔和观察的评估工具，旨在研究受试者如何将指定的活动合理组织和规划，并安排在1 周内，此工具可以有效地将执行功能障碍和执行功能正常的人区分开[14]。首先，随机呈现10 项安排列表，受试者依次把这些安排填写在空白的周历中，列表中的活动有些安排在固定时刻，有些可以安排在任意时刻。由于并不是所有活动都安排在固定时刻，所以会出现时间相互冲突的情况，受试者要意识到并解决活动安排存在的冲突，并遵照5 项原则：不回答评估者提出的干扰性问题；任务开始后7 min 告知评估者；完成后告知评估者；周二（或周三）不填写安排；安排填写完成后不能改动。最后由评估者对受试者完成的周历进行评分[15]。WCPA-10 对于病人的评估更为细致入微，可以根据执行功能的微小损伤对于日常生活中多步骤任务表现力的影响，将执行功能障碍人群与执行功能正常人群进行鉴别。但目前未被广泛应用，主要是因为此研究工具对病人的读写能力有较高的要求，不太适用于文化程度较低的病人，且费时较长。未来可考虑将WCPA-10 语音化，扩大应用人群，同时也需要根据不同疾病病人执行功能受损情况进行调整和改进，提升其在临床的应用率。

执行功能评估工具可以从不同侧面了解病人的执行功能情况，正确评估糖尿病病人执行功能现状。但不同工具都存在其优势和局限性，使用者应根据病人的实际情况、医院实际情况及研究目的选择最为恰当的评估工具，及时发现病人存在的执行功能问题，并采取恰当的解决措施。除上述4 种评估工具外，还有数字广度（Digit Span，DS）、数字符号测试（Digit Symbol Test，DST）、运动和处理技能的评定（Assessment of Motor and Process Skills，AMPS）以 及 多 任 务 测 试（Multiple Errands Test，MET）等[16]也可以作为执行功能的评估工具，测试方便、快捷，一般需要联合其他评估工具一起使用，但这些工具如何联合还需在使用中深入探究。

3 糖尿病病人执行功能障碍的相关因素

3.1 颅脑结构改变 颅脑结构中的海马体与认知功能密切相关，其体积的改变可导致糖尿病病人执行功能和认知功能等方面出现异常。Milne 等[17]研究表明，海马体积和执行功能呈正相关，体积越小则执行功能越差。海马体周围存在丰富的脑血管且对缺血缺氧敏感，又因为糖尿病病人本身存在血管病变，所以当海马周围发生动脉粥样硬化或小动脉血管硬化时，会出现缺血缺氧，使病人海马萎缩[18]。糖尿病病人长期糖基化代谢产物增加且糖代谢发生异常，不仅使海马神经元受损，还会导致神经元细胞坏死凋亡，最终造成海马体积萎缩[18]。

3.2 微血管病变 微血管病变是糖尿病的危险并发症之一，病变可累计全身各组织器官，主要表现在肾脏，同时也被认为是执行功能受损的危险因素之一。Li 等[19]研究表明，糖尿病病人的执行功能障碍与肾微血管病变呈正相关，且执行功能的损伤随肾脏损伤的严重程度呈增加趋势。Yamamoto 等[20]研究进一步解释，若病人出现肾功能损伤，会导致一氧化氮抑制剂的浓度增加，影响血脑屏障和脑血流灌注，还会出现脑血管内皮受损，最终引起执行功能障碍。另一方面，β 样淀粉蛋白含量也会影响病人的执行功能水平，因为其主要清除途径是肾脏，肾功能受损会降低对β 样淀粉蛋白的清除率，导致其在细胞基质沉淀聚积后产生很强的神经毒性，增加糖尿病病人发生执行功能障碍的风险[21]。糖尿病病人微血管病变是不可逆的，不仅给病人带来糖尿病肾病等问题，还将影响其执行功能，必须高度警惕病人微血管病变的风险。

3.3 血糖 高血糖是发生执行功能障碍的一项关键有害因素，空腹血糖升高和糖化血红蛋白升高会导致中枢神经细胞的线粒体功能障碍、醛糖还原酶活性升高以及山梨醇增加，病人神经元受损，导致脑组织的破坏，最终造成执行功能方面的障碍[22-23]。相关研究也进一步证实，糖化血红蛋白每增加1%，执行功能值每年将下降0.058 个标准差[24]。另外，低血糖也是执行功能障碍的一项有害因素，血糖过低导致神经元中能量代谢、合成和神经递质的释放紊乱，脑血流量重新分配到丘脑，导致神经元死亡和大脑各个区域的功能受限，使执行功能出现异常[25]。除此之外，若糖尿病病人出现血糖波动（高血糖和低血糖交替出现），则会对氧化应激表现出更特异的触发作用，可导致神经元退化并损害血管内皮，使执行功能受损，增加执行功能障碍和痴呆发生的风险[26-27]。因此，高血糖、低血糖以及血糖波动均会引起病人出现神经元和大脑组织受损，进而导致执行功能发生障碍。

3.4 性别 性别是糖尿病病人执行功能障碍的又一相关因素。王洪明等[28]研究指出，女性在韦氏智力测验（WAIS）项目、汉诺塔测验（TOH）中的成绩均低于男性，表明女性糖尿病病人发生执行功能障碍的风险高于男性病人，这一差别的出现可能是因为男女的性激素水平、大脑形态学以及大脑葡萄糖代谢存在差异[29]。如女性睾酮量较男性有明显下降，睾酮可通过其受体作用于海马，并促使海马锥体细胞兴奋，而海马与人类认知功能密切相关，使女性糖尿病病人的空间能力、记忆功能和执行功能较男性相比会有所下降。

3.5 睡眠质量 睡眠质量差会导致记忆力下降、注意力不集中、反应迟钝等认知功能的改变，与此同时还会导致执行功能层面发生异常。首先，睡眠质量差会使促炎性细胞因子、皮质醇和糖化血红蛋白处于较高水平，提高糖尿病病人发生执行功能障碍的风险[30]。Gilsanz等[31]研究表明，糖尿病前期或糖尿病病人的睡眠质量每提高1 个百分点，蒙特利尔认知评估得分就会增加0.09 个百分点。其次，睡眠时间长短对执行功能也存在相关影响，长时间睡眠（≥9 h/d）或短时间睡眠（≤6 h/d）都会降低执行功能水平，这主要与过短或过长的睡眠时间会造成前额叶皮层受损有关[32]。因此，要提高病人的睡眠质量，并保证科学、有效的睡眠时间，以降低执行功能障碍发生的风险。

3.6 认识储备 认识储备主要是由受教育程度、职业复杂性和休闲活动进行量化。研究表明，认知储备是糖尿病和执行功能障碍之间最重要的中介因素，其水平较高的病人可以更好地坚持治疗，提高自我管理水平以及血糖控制水平，降低糖尿病对执行功能有害的影响[33]；而认知储备水平较低的病人执行功能障碍的风险则会增加。教育在执行功能表现中也发挥着至关重要的作用，受教育程度较高可以抵抗脑损伤导致的认知受损，延缓执行功能减退，生命早期的教育可以不断地刺激认知系统的功能，降低发生执行功能障碍的风险[34]。综上所述，认知储备水平较高病人有更强的与教育相关认知系统的功能效率，也能够更多地参与其药物治疗，从而减少糖尿病对执行功能的有害影响。

3.7 人格特质 人格特质是指在不同时间与不同情境中保持相对一致行为方式的一种倾向，又细分为神经质、宜人性、开放性、外倾性和责任心5 种人格特质[35]。人格特质在糖尿病病人执行功能方面发挥着重要作用。Mccrae 等[36]研究表明，低神经质和高开放性水平与更好的认知表现和执行功能相关，相反则认知能力和执行功能下降速度更快，痴呆症发生的风险增加。神经质是指情绪紊乱、愤怒、焦虑和抑郁等负面情绪的倾向。神经质个体倾向于经历压力和长期暴露于压力之下，这些因素反过来又会加速大脑的神经退行性改变，最终导致执行功能障碍[37]。而开放性个体具有通过感知、幻想和艺术探索感官和审美信息的能力和倾向，其与认知刺激的经历有关，参与认知刺激活动反过来可以有效地降低糖尿病病人发生执行功能障碍的风险[38]。人格特征可以通过行为干预进行改变，因此，也可以被视为执行功能障碍和认知功能障碍一个可以改变的危险因素。宜人性、外倾性和责任心3 种人格特征与糖尿病病人执行功能的关系还有待进一步研究。

4 糖尿病病人执行功能障碍的干预策略

4.1 运动干预

4.1.1 有氧运动 有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，即在运动过程中人体吸入的氧气与需求相等。有氧运动对糖尿病病人的执行功能和认知功能的改善有积极作用[39]。虎子颖等[40]研究表明，糖尿病病人饭后进行40～60 min 的有氧运动训练，每周4 次（运动间隔时间不超过1 d），干预期为12 周，病人执行功能可以有效提高8%。有氧运动可以通过增加脑源性神经营养因子水平增加海马体积，脑源性神经营养因子可以刺激神经发生，增加树突网络的复杂性[41]，改善脑血流灌注及脑的糖代谢作用，进而改善脑血管内皮，降低执行功能和认知功能障碍风险[42]。病人可通过骑自行车、走路、慢跑和游泳等多种方式进行锻炼，然而不同的研究者对有氧训练的时间、频次存在不同的见解，还需进一步研究。

4.1.2 抗阻运动 抗阻运动是指肌肉在克服外来阻力时所进行的主动运动。以往抗阻运动被认为是糖尿病病人的禁忌，近年来，随着医学的发展和对糖尿病研究的深入，专家发现抗阻运动对糖尿病病人执行功能和整体认知功能有积极作用。对糖尿病轻度认知功能障碍病人进行为期6 个月的渐进式抗阻运动研究后发现，病人执行功能和整体认知功能都有所改善[43]。肌肉是胰岛素最为重要的靶组织之一，抗阻运动不仅可以增加肌肉的质量和力量，还可以增加胰岛素受体的数量，提升对胰岛素的敏感性，通过改善病人机体代谢和降低对神经元的损害，从而提高执行功能和整体认知功能水平[44]。病人可通过自身重量运动（俯卧撑、蹲坐）、借助训练器械（哑铃、杠铃、举重）、对抗性运动、耐力训练等增加肌肉的力量。《中国糖尿病运动治疗指南》建议，糖尿病病人每周至少进行75 min 的抗阻运动，分2 次或3 次进行，2 次抗阻运动间隔时间≥2 d。间隔时间过长达不到运动锻炼的效果，间隔时间过短可能导致肌肉疲劳、神经疲劳或心肺疲劳等[45]。

4.1.3 整合运动 整合运动是指病人采用有氧运动联合抗阻运动的形式进行周期训练或康复。有研究发现，8 周有氧运动联合抗阻运动训练可以有效改善糖尿病病人的空间记忆力、执行功能和整体认知功能，对执行功能和整体认知功能的提升和改善相较单一的有氧运动或抗阻运动更加有益[46]。建议糖尿病病人采用整合运动，首先有氧运动，每周5 次且每次30 min；同时每周穿插2 次抗阻训练，每次30 min，常规每次3 组训练且每组需要重复10～15 次，有氧运动和抗阻运动均达到中等强度（45%～65%1RM，1RM 为重复1 次的最大力量）[47]。因此，对于住院糖尿病病人的运动应按照医护人员的安排要求进行，同时护士需要与病人和营养师共同制订饮食计划，并指导病人持续监测餐后血糖获取血糖峰值规律，更加科学、有效地把握最佳运动时机。居家病人需要由社区保健医生负责或协助制订安全有效的运动计划，督促执行并定期调整。未来可结合数字技术、互联网技术等高精尖设备，以更加科学和精准的方式提高糖尿病以及其他病人的自我康复管理水平。

4.1.4 离心运动 肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的过程称为离心收缩，长期的离心训练不仅可以增强骨骼肌胰岛素敏感性，还可以加快糖尿病病人骨骼肌对体内多余糖分和脂质的吸收与利用，有助于糖尿病病人血糖水平的平衡稳定[48-49]。另外，有研究发现，离心运动可以促进脑部血液循环，有效改善脑组织氧气和营养物质的供应，降低额叶下环路和各种神经元受损的风险，提高神经系统功能，从而降低执行功能障碍的风险[50]。因此，离心运动对糖尿病病人的执行功能、整体的认知功能及大脑健康有积极的影响。病人可以采用下楼梯、慢蹲、下坡走、使用离心测功计、骑离心功率自行车等各种形式进行离心运动训练。然而，离心运动对糖尿病病人更高效的训练模式和训练时长还需要进一步研究。

4.2 认知干预

4.2.1 游戏式护理 游戏式护理是采用做游戏的方式对糖尿病病人进行健康教育，提高病人参与认知干预的热情和积极性，提高干预效果。首先，通过提高病人的自我管理能力，加强病人对自我血糖的监控，从而降低病人发生执行功能障碍的风险；其次，对糖尿病病人的记忆力、注意力、抽象思维和执行功能进行训练，不断刺激认知系统，提高其执行功能水平。王红岩等[51]研究表明，“反反反”游戏训练对糖尿病病人执行功能的积极影响最为显著，通过训练病人的注意力、执行功能和抑制优势反应能力，预防病人出现执行功能障碍以及提高病人执行功能的水平。因此，病人在家属的陪同下进行游戏训练，不仅可以提高生活趣味，还可以达到降低执行功能障碍的风险。

4.2.2 怀旧疗法 怀旧疗法作为护理实践中有效的照护方式之一，对执行功能、认知、精神状态等的积极作用也得到国内外学者的广泛关注与肯定。其干预内容主要为：借助老照片、信件、日记本、影像资料及其他有意义的物件作为记忆触发物，通过引导病人回忆往事，重新体验并感受过去的生活碎片，并给予其新的理解和诠释，进而提高执行功能和整体认知功能水平的治疗过程[52]。首先，怀旧疗法可以提高糖尿病病人的自我管理能力和社会交往能力，有效改善病人的执行功能水平；其次，怀旧疗法还可以使病人通过对过去事件的回忆，锻炼其记忆力、想象力、抽象思维和执行功能，不断刺激认知系统，进而提升病人的执行功能水平。但若回忆的往事揭开病人内心的“伤疤”，可能会影响病人的心情而导致病情加重。因此，进行此疗法时应根据病人的具体情况选择最佳的干预措施，涉及病人拒绝或不愿回忆的往事时，及时终止，并进行有效调节。

4.2.3 音乐训练 音乐训练可以有效改善老年人的执行功能和认知功能，也可以降低糖尿病病人执行功能障碍的风险。音乐训练可以使海马体和额叶皮质区域表现出更强的神经元激活，防止神经元和执行功能受损[53]，也可降低交感神经活动性并且抑制肾上腺素、去甲肾上腺素分泌，使胰岛素敏感性增强，进而降低空腹血糖，最终降低执行功能障碍的风险[54]。音乐训练包括钢琴训练、唱歌训练、击鼓训练、音乐聆听等。病人可每周进行3 次训练，每次1 h；或者每天独立练习45 min，每周不少于5 次[55]。音乐训练主要通过对神经皮层的刺激以及对激素水平的调整，改善糖尿病病人的执行功能水平。目前，音乐训练在糖尿病病人群体中的研究仍处于初步阶段，对糖尿病病人执行功能和认知功能不同维度的影响还需进一步探索。

5 小结

随着糖尿病病人病情的进展，部分病人出现的执行功能障碍会给病人带来更为严重的健康问题，国内外已对此开展各种相关研究。运动干预、生活习惯干预和认知干预可使糖尿病病人执行功能障碍得到有效的预防和缓解。但干预的具体实施方式还不确定，如糖尿病病人饭后开展运动锻炼的时间，有氧运动最佳时间和频次等；另外，离心运动干预方式还不够完善，有些部分仍处于动物研究阶段。目前，大多数研究探讨的是单一干预方式的效果，联合干预的效果值得深入探讨。建议未来研究结合“互联网+护理干预”模式对糖尿病病人实施干预，降低执行功能障碍发生率，延缓执行功能障碍发生，提高糖尿病病人的生活质量。